三维激光扫描技术在水土保持与荒漠化防治中的研究进展

三维激光扫描技术是近年来兴起的一种对于土壤侵蚀监测、风沙地貌、防沙措施效益评价的新手段,对于水土保持研究与荒漠化防治具有重要的促进作用。本文对前人使用三维激光扫描技术在水土保持与荒漠化防治工作中的应用进行总结,并对目前存在的问题和后续研究进行探讨,以期为三维激光扫描技术进一步发展与应用提供借鉴。     

卓越农林人才培养背景下“风沙物理学”课程实践教学改革——以内蒙古农业大学为例

"风沙物理学"是水土保持与荒漠化防治专业必修的核心课程,其课程实践教学目标是要让学生掌握风沙运动规律的基础理论知识,同时在探索风沙物理现象过程中培养学生进行独立思考和自我发展的能力。针对"风沙物理学"课程实践教学中存在的教学内容固化、教学方法单一、忽视对学生的实践能力的培养、课程教学评价缺少科学性等问题,探讨了课程实践教学改革的措施:一是增设综合性实验,开阔学生的专业视野;二是丰富教学方法,激发学生的学习热情;三是创新实验形式,提升学生的实践能力;四是采取科学的评价方式,对学生进行综合评价。通过"风沙物理学"课程实践教学的改革,学生的出勤率和课堂活跃度明显提高,学生对课程实验由最初的不感兴趣到主动提问、主动思考,表现出极大的科研兴趣,同时也提升了学生的实践能力。     

干旱荒漠区人工梭梭林土壤碳氮磷密度与生态化学计量特征

为了阐明人工梭梭林土壤碳氮磷密度及其生态化学计量特征演变规律,以吉兰泰荒漠区不同林龄(3,6,11,16年)人工梭梭林为研究对象,分析0—20,20—40,40—60 cm土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)密度和生态化学计量特征。结果表明:(1)4种林龄人工梭梭林0—60 cm土层SOC、TN含量及其密度随林龄增加而升高,而TP含量及其密度随林龄增加而降低。其中,3,6年梭梭林SOC、TN含量及其密度随土层深度增加而升高,TP含量及其密度则与之相反;11,16年梭梭林SOC、TN、TP含量及其密度随土层深度增加而降低。(2)4种林龄梭梭林土壤C∶N、C∶P、N∶P分别为2.24~9.21,1.59~7.05,0.56~0.81,均属于中等变异水平,且变异系数随林龄和土层深度增加逐渐减小,说明土壤C∶N、C∶P、[JP]N∶P趋于平稳状态。(3)林龄、土层深度及其交互作用显著影响SOC含量、SOC密度、C∶N、C∶P,对TN含量、TP含量、TN密度、TP密度、N∶P无显著影响。(4)土壤孔隙度(STP)与SOC密度呈显著正相关关系(P＜0.05),说明土壤孔隙度增加有助于SOC密度增加,提高土壤肥力。在干旱荒漠区建植梭梭林有利于提高土壤肥力,改善干旱荒漠区土壤环境。     

沙柳沙障腐烂过程对土壤碳氮磷化学计量特征的影响

探究沙柳沙障腐烂过程对土壤碳氮磷化学计量特征的影响,有助于深入了解荒漠生态系统土壤养分循环及土壤有效性。该研究以布设1、3、5、7、9 a的沙柳沙障为研究对象,通过原位取样与指标测定,探究影响土壤碳氮磷含量及其化学计量特征的主要环境因子。结果表明：沙柳沙障腐烂过程障体化学组分显著降低（P<0.05）,土壤含水率和碱解氮（Available Nitrogen,AN）得到改善,β-1,4-葡萄糖苷酶（β-1,4-glucosidase,BG）和β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（β-1,4-N-acetylglucosidase,NAG）活性于5 a时达到峰值;碳磷比和氮磷比在设障之后的5 a中显著增加,5 a时分别是1 a的1.83和1.76倍,而9 a的碳氮比较1 a显著增加了41.20%（P<0.05）;碳磷比和氮磷比与可溶性有机碳、碱解氮、全氮和BG呈显著正相关,但碳氮比与NAG、纤维素和木质素呈显著负相关,其仅与质量损失率呈显著正相关（P<0.05）;冗余分析研究结果进一步证实,纤维素和质量损失是影响土壤碳氮磷含量及其化学计量的主导因子。沙柳沙障的腐烂过程能够提高土壤碳氮磷含量,在辅助于沙漠地区植被恢复的过程中可作为长期有效的治理措施。     

吉兰泰荒漠绿洲过渡带白刺灌丛沙堆形态示量特征

白刺（Nitraria tangutorum）灌丛沙堆是吉兰泰荒漠绿洲过渡带常见的自然景观。在不同背景植被盖度下,白刺灌丛生长与沙堆形态特征如何变化,仍然未知。通过对白刺灌丛和沙堆形态参数的测量,定量分析不同背景植被盖度下白刺灌丛和沙堆形态参数的差异性,以及白刺灌丛生长特征与白刺灌丛形态之间的关系。探讨背景植被盖度对白刺灌丛沙堆演化的影响。结果表明：（1）4种背景植被盖度下白刺灌丛沙堆演化稳定,白刺灌丛沙堆各形态参数随着背景植被盖度增加逐渐向大规模、小密度方向发展。（2）从整体来看,不同背景植被盖度下白刺灌丛沙堆各形态参数之间存在良好的相关关系。（3）吉兰泰荒漠绿洲过渡带白刺灌丛沙堆长轴与短轴之间存在二次函数或幂函数关系;除样地1外,白刺沙堆高度和水平尺度之间存在幂函数关系。（4）吉兰泰荒漠绿洲过渡带白刺灌丛盖度主要集中于40%～80%,占灌丛沙堆总量的64.62%,说明研究区白刺灌丛生长状况良好。据此认为研究区白刺灌丛沙堆发育良好,暂时不会成为风沙危害绿洲的策源地。     

土体冻结对采煤塌陷区风沙土含水量的影响

通过测定和计算毛乌素沙地南缘补连塔采煤塌陷区和非塌陷区风沙土春季解冻前后土壤含水量,研究土体冻结对采煤塌陷区风沙土含水量的影响.试验结果表明:在土体冻结及有积雪时,2005、2004年塌陷区质量含水量比对照区分别降低了4.3%和3.5%;土体解冻后,2005、2004年塌陷区容积含水量比对照区分别降低5.2%和6.2%.说明土壤冻结与积雪有利于缓解采煤塌陷区水分亏缺.     

乌兰布和沙漠东北缘人工梭梭林防风效能分析

[目的]测定乌兰布和沙漠东北缘不同林龄各坡位的风速,揭示梭梭林防风效能随林龄的变化规律以及与梭梭空间构型的关系。[方法]以乌兰布和沙漠东北缘种植3,5和8a的人工梭梭林为研究对象,通过测定林内及CK不同坡位距地表10,20,50,100,200cm高度处风速,对比不同年限梭梭林的防风效能。[结果]随着林龄的增加,梭梭林对近地表风速减弱作用增强;同一坡位下,3a梭梭林防风效能主要作用在0—100cm高度内,防风效能为48.19%,100—200cm高度内风速迅速恢复。5,8a梭梭林对0—200cm高度范围均有很好的防护作用,防风效能分别为69.72%,71.93%,二者间减弱效果差异不明显。相关分析显示梭梭林空间构型与防风效能显著相关,梭梭盖度、高度、冠幅与防风效能的相关性分别达到0.935,0.930,0.942。[结论]3a梭梭林迎风坡底、背风坡的防风效能优于迎风坡中、迎风坡顶,5,8a梭梭林与之相反。     

林区铁矿尾矿库对周边土壤理化性质的影响

以鄂温克族自治旗与牙克石市交界处原始林区的塔尔气铁矿为研究对象,测定了尾矿库周边土壤机械组成、pH、电导率以及土壤养分(碱解氮、速效磷、速效钾、有机质)含量,并对各指标进行相关性分析,研究了林区铁矿尾矿库对周边土壤理化性质的影响,以期为该地区矿区土地复垦与生态保护提供参考依据。结果表明：尾矿库对周边0～20 cm土层土壤理化性质影响较大;按CK、B、C、W、S样区排序发现,土壤粗颗粒物质趋于减少,细颗粒物质趋于增多,土壤pH呈逐渐升高趋势,电导率、土壤养分含量快速下降且各样区存在显著差异(P<0.05);相关性分析表明,土壤养分之间呈极显著差异(P<0.01),砂砾、细粉粒、pH以及电导率等指标的变化,使土壤养分发生显著变化,是影响土壤肥力的重要因素。     

乔木林下草地植物群落多样性研究

通过样地调查,运用重要值、多样性、均匀度和丰富度等指标,研究杨树林、落叶松林和榆树林林下草地植物群落的物种多样性.研究结果表明:(1)在杨树林生活型功能群中,灌木处于优势地位,落叶松林和榆树林生活型功能群中,多年生草本植物处于优势地位,具有稳定群落的效应;(2)Simpson指数:落叶松林与榆树林(两者差异较小)＞杨树林,Shannon-Wiener指数:杨树林＞落叶松林与榆树林(两者差异较小);(3)McIntosh指数、Pielou指数3种乔木林下物种均匀度差异性不是很明显;(4)Margalte指数和Patrick指数:杨树林＞落叶松林＞榆树林.     

不同铺设年限沙柳沙障的防风固沙效益研究

以铺设于2000年和2003年沙柳沙障为研究对象,研究了不同铺设年限的沙柳沙障对沙漠地区风速特征的影响,以探讨沙柳沙障的防风固沙效果。结果表明:随着沙柳沙障年限的增加,设障沙柳沙障样地的防风效能增大,2个设障年限样方的防风效能均在10cm处达到最大,100cm处最低;设障沙柳沙障使地表粗造度显著地提高,2000年试验样地与2003年试验样地的地表粗糙度值分别是对照粗糙度值的2.35倍和3.69倍;2000年铺设的沙柳沙障内的风速廓线曲线比2003年的变化更显著。